Ćelijski (intermedijarni) metabolizam

Ćelijski (intermedijarni) metabolizam. — Promet hranljivih materija koji se odigrava u ćeIijama vrlo je komplikovan i regulisan mnogobrojnim proizvodima žlezda sa unutrašnjim lućenjem, hormonima, vitaminima i mineralima. Metabolizam u ćelijama rnože da se podeli na cve faze: anaboličnu i kataboličnu. Anabolična faza (faza izgradnje i stvaranja rezervi) je onaj deo ćelijskog metabolizma u kojem še višak hranljivih materija, iznad momentalnih potreba za istvaranje energije, pretvara u rezervne masti, glikogen i u belančevine koje čine građu tkiva. Ta anabolična faza dešava se skoro uvek neposredno posle uzimanja hrane. U tom slučaju se i energija, potrebna za rad i održavanje telesne toplote, stvara iz sastojaka hrane, šećera i masti. Rezerve hranljivih materija vrlo brzo se oslobađaju iz tkiva, u perioiima kad se hrana ne unosi ili, ako se hranom ne unosi dovoljna količina energetskih materiia.

To je katabofična faza (faza razgradnje) metabolizma u ćeliji. Život čoveka tako je rerulisan da, od rođenja do prestanka rastenja, rostoji povećano unošenje hranljivih materija pozitivan bilans hranljivih materija). U odraslo životno doba normalno su katabolična i anazolična faza tako uravnotežene da se telesna :ežina vrlo slabo menja. U tom životnom periodu skretanje ka pozitivnom bilansu energetskih materija neminovno vodi gojaznosti, a negativni pothranjenosti, mršavljenju. Regulisanje ove dve faze metabolizma vrše hormoni. Najvažniji hormon za održavanje anabolične faze ;e hormon beta ćelija ostrvaca pankreasa,_ insulin, dok drugi hormon ostrvaca, koji luče alfa ćelije, glukagon, započmje kada se insulin u krvi smanji u toku neuzimanja hrane. Pored zlukagona, katabolizam materija povećavaju i hormoni nadbubrežnih žlezda, kortizon i epinefrin (adrenalin), kao i hormon rastenja koji luči prednji režanj hipofize.

Ćelijski metabolizam šećera započinje u jetri u kojoj se najpre, kod odojčadi i osoba koje su hranom unele mleko, galaktoza dobijena u crevu iz mlečnog šećera laktoze, pretvara u glikozu. Ovaj proces, koji se odigrava u ćelijama jetre, neobično je važan. Nemogućnost pretvaranja galaktoze u glikozu, zbog naslednog deficita fermenata koji vrše to pretvaranje, izaziva vrlo tešku bolest, poznatu kao nasledna galaktozemija (galaktozemija = povišenje galaktoze u krvi), koja se ispoljava već u prvim danima života, kada je mleko jedina hrana, grčevima, povraćanjem, dijarejama, žuticom, povećanjem jetre, prekidom rastenja, duševnim poremećajima, i najzad, smrću, zbog teške pothranjenosti ili teškog oštećenja jetre. Danas se pojave ove bolesti mogu sprečiti, ako se iz hrane odojčeta ukloni galaktoza (mleko) i zameni veštačkom hranom koja ne sadrži galaktozu. Odmah posle uklanjanja mleka, kod odojčeta nastaje vidljivo poboljšanje.

Posle dolaska glikoze u jetru, oko 60% ovog šećera zadržava se u ćelijama jetre kao rezervni šećer, glikogen. Ostali deo glikoze napušta jetru i krvotokom se prenosi u razne organe, a naročito u mozak i mišiće, gde služi za stvaranje energije. To naročito važi za mozak kojem je glikoza jedini energetski materijal. No, nedavno je utvrđeno da mozak može da stvara energiju i iz proizvoda razgradnje masti, ketonskih tela. Povećanje glikoze u krvi, poznato kao hiperglikemija, koje se javlja kod svih osoba posle uzimanja hrane i čija veličina zavisi od količine raznih šećera u unetom obroku, izaziva povećano lučenje insulina iz pankreasa u krv, dok se istovremeno smanjuje lučenje glukagona. Povećano lučenje insulina dovodi do izraženijeg taloženja glikoze u jetri i u mišićima u vidu glikogena i omogućava prelaženje glikoze iz krvi, kroz opnu mišićnih ćelija i ćelija masnog tkiva, u te ćelije.

Kao što će se videti docnije, insulin olakšava i ulaženje masnih kiselina u ćelije masnog tkiva, kao i stvaranje masnih kiselina i neutralnih masti iz glikoze u ćelijama masnog tkiva. Kako je stvaranje i taloženje rezervnog šećera glikogena u jetrinim ćelijama ograničeno (normalno se može stvoribi količina glikogena u jetri koja je dovoljna za stvaranje glikoze, odnosno telesne energije, samo za tri do četiri sata), jasno je da će se najveći deo viška unete glikoze pretvoriti u jetri, a naročito u ćelijama masnog tkiva, u masne kiseline, a potom u neutralne masti (trigliceride) i voditi gojaznosti. Kako je pretvaranje glikoze u masti u ćelijama masnog tkiva neograničeno, razumljivo je da će stepen gojaznosti biti utoliko veći, ukoliko se hranom unosi više šećera.

Anabolična faza belančevina počinje dolaskom aminokiselina u jetru. U jetri, kao i u drugim organima, a naročito u mišićima, aminokiseline hrane pretvaraju se u molekule belančevina ljudskog organizma. U jetri se stvaraju belančevine koje čine belančevine krvne plazme. Jedne od njih, albumini, pored ostalih uloga, održavaju osmozni pritisak u krvi i time regulišu promet vode. Kad su albumini plazme smanjeni, zbog njihovog smanjenog stvaranja u oboleloj jetri (ciroza jetre, na primer), ili zbog njiihovog gubljenja mokraćom (neke bolesti bubrega), tečnost plazme prelazi u tkiva, izazivajući otoke. Višak unetih belančevina, odnosno aminokiselina, u mišićima se, zahvaljujući insulinu, pretvara u rezervne belančevine. Ćelije mišića, za razliku od ćelija jetre i nekih drugih organa, u stanju su da oksidišu aminokiseline radi stvaranja energije.

Anabolična faza metabolizma masti počinje dolaskom hilomikrona putem krvi u mnoga tkiva, a narooito u masno tkivo. U tim tkivima dolazak masti izaziva, pod uticajem insulina, aktivisanje jednog enzima poznatog kao lipoproteinska lipaza (lipaza je opšte ime za sve enzime koji raz;graduju trigliceride na glicerol i masne kiseline), koji iz hilomikrona oslobađa ‘*masne kiseline. Ove kiseline prelaze u ćelije tih tkiva, u kpjima mogu služiti za stvaranje pnergije, ili se mogu ponovo spojiti s glicerolom, dobijenim razgradnjom glikoze, u neutralne masti (trigliceride). Poslednji proces dešava se naročito u ćelijama masnog tkiva, koje su poznate kao adipociti (adeps = mast; cit = ćelija). Ponovno stvaranje neutralnih masti u adipocitima takođe potpomaže insulin, jer onemogućava delovanje u tim ćelijama jedne druge lipaze koja, kao što će se videti docnije, razgrađuje trigliceride u masne kiseline i glicerol.

Kao što se vidi, insulin je neobično važan hormon koji igra ulogu u metabolizmu svih hranljivih imaterija šećera, masti i belančevina Otud je razumljivo da u šećernoj bolesti neće, zbog apsolutnog ili relativnog deficita insulina, biti poremećen samo promet šećera, nego i masti i belančevina.

Katabolična faza metabolizma počinje kada je neophodno da se energija, u odsustvu unošenja hrane, stvara iz rezervi hranljivih materija u organizmu, uglavnom iz masti organizma. Međutim, kako mozak i drugi delovi centralnog nervnog sistema mogu da stvaraju energiju samo iz glikoze, a docnije i iz ketonskih tela, stvorenih razgradnjom masnih kiselina, neophodno je potrebno da se u periodu neunošenja hrane, količina glikoze u krvi održava u normalnim granicama sve dok se iz masti ne stvori dovoljno ketonskih tela, u koje spadaju acetoacetat i betaoksibutirat o kojima će docnije biti govora. Održavanje normalnih količina glikoze u krvi, iako se šećeri ne unose hranom, moguće je, najpre, razgradnjom u jetri rezervnog šećera glikogena u glikozu, pod dejstvom hormona glukagona pankreasa koji se povećano luči kad se smanji glikoza u krvi (hipoglikemija) i kada istovremeno dođe i do smanjenog lučenja insulina.

Kako su rezerve glikogena u jetri relativno male, one mogu da održavaju normalnu količinu glikoze u krvi samo 12 do 16 sati. Već počev od 16 sati posle prekida uzimanja hrane nastaje jedan nov način stvaranja glikoze koji je vrlo necelishodan, jer se glikoza tada uglavnom stvara iz aminokiselina belančevina, uglavnom mišića, koje su neophodne za obnovu tkiva. Taj proces je poznat kao glikoneogeneza (glikoneogeneza = novo stvaranje glikoze). Pored aminokiselina, izvor glikoze mogu biti i mlečna kiselina i njene soli koje nastaju pri razgradnji glikoze radi dobijanja energije i koje se iz mišića krvotokom prenose u jetru, kao i glicerol nastao razgradnjom neutralnih masti u adipocitima. Glikoneogeneza se vrši pretežno u jetri, a u manjoj meri i u bubrezima, ako gladovanje duže traje. Kako se glikoneogeneza uglavnom vrši iz belančevina mišićnih ćelija, gladovanjc koje traje više dana, a koje se, na žalost, preporučuje u nekim neumesnim dijetama za mršavljenje, može izazvati veliko gubljenje mišićne mase.

Iz opisa ćelijskog (intermedijarnog) metabolizma hranljivih materija moglo se videti da poremećaj normalnog metabolizma, odnosno pojava bolesti metabolizma, može biti uslovIjen, najpre, nedovoljnim, ali, danas mnogo češće, preteranim unošenjem energetskih sastojaka hrane, a, potom, poremećenim prometom (metabolizmom) pojedinih, ili svih hranIjivih materija u ćeliji zbog naslednog ili stečenog deficita hormona ili enzima potrebnih za normalni metabolizam u ćeliji tih materija.